|
|
 |
DERİN DELİK DELME
1. DERİN DELİK DELME
1.1. Giriş;
Derin delik delme işlemi yağ endüstrisi,silah sanayi vb. bir çok alanda kullanılan bir
işlemdir.Elde edilen parçaların işlevlerinin tam olarak yerine getirebilmesi için önceden
belirlenen boyut, tolerans ve kaliteyi sağlaması gerekir.Bu istenen özellikleri yerine getiren
parçaların imalinde de minimum enerjinin harcanması için bazı optimizasyonlar
yapılmalıdır.
Bu gereksinimlerin karşılanması için de derin delik delme işlemi tanımlanacak, bu
işlem için geliştirilmiş bazı takım ve sistemler incelenecek, delik delme esnasında ortaya
çıkan koşullar belirlenmeye çalışılacak ve sonuçta en iyi çözüme en iyi yoldan ulaşmak için
yeterli bilginin elde edilmesine çalışılacaktır.
1.2. Derin delik delme tanımı;
Derin delik delme uygun tasarlanmış torna, matkap, delik delme tezgahı ve freze
tezgahında yapılacak uygun değişiklerle, yüksek basınçlı kesme sıvısı kullanılarak, namlu
delme, namlu delik işleme, trepanlama yani alın kanalı açma ve diğer kendinden yataklamalı
takımlarla yapılan delme işlemidir. Derin delik delme derinliğin çapa göre çok daha büyük
olduğu işlemlerdir. Bu işlemlerde derinlik/delik çapı 5 ile 100 arasında değişebilmektedir.Pek
çok uygulamada derin delik delme işlemi bu işlem için hazırlanmış özel tezgahlarda
yapılmaktadır. Bu tezgahlarda delme işlemi ;
İş parçasının dönmesi, Takımın dönmesi, İş parçası ve takımın dönmesi ile gerçekleştirilebilir.
Gerek talaşın ve kesme ağzında oluşan sıcaklığın tahliyesi , gerekse matkap rijitliğinin
azalması bakımından derin deliklerin işlenmesi daha zordur.Delik derinliği arttıkça yağlama,
talaş kırma, soğutma, oluşan talaşın boşaltılması için daha modern takımlara ihtiyaç
duyulur.Bu isteklerin sağlanması ise özel olarak geliştirilmiş derin delik delme sistemlerince
sağlanmaktadır.
1.3. Derin delik delme yöntemleri
1.3.1. Dolu malzemeye delik delme;
Genellikle küçük çaplar için kullanılan bir yöntemdir.
1.3.2 Çevreden kesme;
Büyük çaplı deliklerin delinmesinde kullanılırlar.Dolu malzemeye delik delme
işleminde harcanan güçten daha az güç harcar.
1.3.3 Delik genişletme;
Dövülmüş, dökülmüş, preslenmiş veya haddelenmiş parçaların işlenmesi esnasında
daha iyi yüzey kalitesinin ve toleransların elde edilebilmesi amacıyla kullanılırlar.Tezgah
gücünün yeterli olmadığı durumlarda baş vurulabilen bir yöntemdir. Ayrıca çekerek delik
işleme de boruları işlemek için kullanılan bir genişletme yöntemidir. Delme esnasında talaş kırma işlemi ve işlenen talaşın delikten boşaltılması işlenen
yüzeye zarar vermemesi açısından işlemi çok önemlidir.Delik derinliği arttıkça bu işlem daha
da zorlaşır. Kesme sıvısının yada basınçlı havanın kullanılması, özellikle derin delik veya kör
deliklerin tornalanmasında, gerek talaşların dışarıya atılmasında gerekse yüzey kalitesinde
olumlu etkiler sağlar.
1.4. Kesme sıvısının kesme bölgesine gönderilmesi ve talaşın uzaklaştırılması;
Kesme sıvısı takımın içinden kesme bölgesine gönderilir.Talaşlar kesme bölgesinden
takımın dışından , takım üzerindeki bir kanal yardımıyla uzaklaştırılırlar.Bu prensip daha çok
namlu matkap sistemlerinde kullanılırlar.
Kesme sıvısı takımın dışından kesme bölgesine gönderilir.Oluşan talaş takımın
içinden kesme bölgesinden uzaklaştırılır.
Bu prensipte kullanılan iki metot vardır;
1.4.1 Ejektör sistemi;
Ejektör sistemi kesme sıvısının iç ve dış borular arasından pompalandığı ikiz borulu
bir sistemdir. Bu sistem her makineye adapte edilebilir, ancak daha çok NC ve CNC torna
tezgahlarında tercih edilirler. Kesici takım ile işlenen parça arasında sıkılık
gerektirmez.Ejektör delme verimli,kendi kendini temizleyen bir işlemdir.Sızdırmazlık ve
basınç ayarlarına gerek yoktur.Ayrıca ejektör sisteminde iş parçası ile delme burcu arasına
sızdırmazlık burcu konmasına gerek yoktur.Delme burcu iş parçasına mümkün olduğu kadar
yakın yerleştirilmelidir.
Ejektör delme işleminde kesme sıvısı dolaşımı iç ve dış borulardan oluşan kapalı bir
sistem tarafından sağlanır.Bu ise söz konusu tekniğin aralıklı delme işlemlerinde herhangi bir
kesme sıvısı kaybı olmaksızın kullanılabilmesi demektir.
Ejektör delme , belli durumlarda delme burcu kullanılmadan da yapılabilir.Delme
burcu yerine bir pilot delik delinir ve bu delik doğrusallık ve boyutsal toleranslar sağlanacak
şekilde bu işlemi, izleyen ejektör delme işlemi için genişletilir. Pilot delik , delme kafasının
uzunluğundan en az 5 mm daha uzun olmalıdır.Delik toleransları +0,05 mm ile +0,1 mm
aralığında değişmelidir.Ejektör delme işlemi çapsal hassasiyetin önemli olmadığı durumlarda
pilot deliğin genişletilmesi gerekmeksizin de uygulanabilir.Ancak bu durumda ejektör delme
işlemi deliğim girişinden başlar.
Ejektör delme sistemi
1.4.1.1. Bazı ejektör sistemleri;
Valf gövdesi
Delik derinliği 549 mm
Kirmen
Delik derinliği 457 mm
Kısma valfı
Delik derinliği 410 mm
1.4.2. STS Sistemleri;
STS delme işleminde kesme sıvısı matkap ile delik cidarları arasına gönderilir.Kesme sıvısı
talaşı takımdan ve matkap yuvasından uzaklaştırabilmek için yeterli basınca sahip
olmalıdır.Uzun deliklerin işlenmesinde avantajlı bir yöntemdir.Talaş kırma problemlerinin
olduğu durumlarda ejektör sistemine oranla daha çok tercih edilirler.STS sisteminde matkap
içinden geçen kesme sıvısı yaklaşık iki kattır.Ejektör sistemine göre daha yüksek bir basınç
elde edilir ve bu da daha iyi bir talaş kırma sağlar.
STS sistemi
1.4.2.1.Bazı STS Sistemleri;
Uçak pervanesi mili
Delik derinliği 14000 mm
Isı değiştiricisi levhası
Delik derinliği 610 mm
Kesme sıvısının kesme bölgesine dışarıdan gönderildiği sistemlerde
(ejektör ve STS) minimu8m 0,006 mm’lik boşluğa sahip G6/h6 toleransı tavsiye
edilmektedir.
Delme işlemi bir delme burcu ile başlar.Delme burcunun görevi matkabı parçaya
temas ettiği andan destek elemanlarının delinen yüzeye temas ettiği ana dek yataklamak ve
klavuzlamaktır.Delme burcunun tipi çeşitli delme sistemlerine göre farklılık gösterir.
Delme burcu
1.5.Matkapla delik açma;
Matkapla delik delme, bir merkez etrafında dönen (genellikle tek noktalı), bir ya da
daha fazla kesici ağız içeren aletle dolu bir parçaya dairesel delik veya silindir ya da tüp
şeklinde oluk açmak için yapılan bir tornalama işlemidir. Bu işlem en az dört farklı tip
uygulama için kullanılır: Yuvarlak disklerin, büyük ince deliklerin, dairesel olukların ve derin
deliklerin oluşturulması. Bu kısımda bizim konumuz olması açısından derin delik delme
incelenecektir.
Namlu matkapla delme işleminde iş parçasına delinen merkezleme deliğinin çapı
matkap çapından küçük olmalıdır aksi taktirde delme burcu ile iş parçası arasındaki
boşlukta sıkışan talaş takıma zarar verebilir.Merkezleme deliğinin çapının azaltılması
mümkün değilse önceden delinmiş deliğe giren ve matkabı daha iyi klavuzlayan özel
burçlar kullanılabilir.
Matkap ile iş parçası arasındaki merkezleme deliğin boyutsal hassasiyetini
etkiler.Bu nedenle delme burcu ekseni ile parça ekseni arasındaki sapma 0,02 mm yi
aşmamalıdır.Ayrıca herhangi bir eksen kaçıklığı olmasa bile çok büyük burçların
kullanılması eksenel sapmalara neden olur.
Eksenden sapmalar
Matkabın döndüğü durumlarda eksenden kaçıklık deliğin konumu üzerinde etkili
olurlar.Delik genişletme işleminde kesici kenarlar üzerinde dengesiz yüklemeler oluşur ve
uzun, narin iş parçalarında radyal kuvvetler delik kalitesini bozan titreşimlere ve sehime yol
açabilirler.
Matkaplama aynı zamanda, bir parçaya tornalamayla derin delik açma işleminde
de sıklıkla kullanılan en pratik metottur. Derin delik matkaplama, basınçlı kesme sıvısı
gerektirmesi ve otomatik kumandalı kesme sistemi ile çalışması yönünden, düz oluklu
matkapla delme işlemine benzerdir; iki ana fark ise: (a) Matkaplama sadece büyük delikler
için (2 inç çapından daha büyük) pratiktir; ve (b) Matkaplama tek parça gövde üretirken,
oluklu matkapla delme, sadece rende talaşı şekli oluşmasına olanak verir.
2 inç veya daha büyük çaplı delik açma yöntemi olan matkaplama, yassı matkapla veya
burma matkapla delme işlemlerinden fazla olarak, bağlantılı işlemleri ile beraber şu
avantajları sunar;
1. Çapta ve düzgünlükte daha hassas tolerans
2. Daha derin deliklere tatbik edilebilme
3. Daha büyük talaş kaldırma miktarı
4. İşlemde, iş malzemesinin, gövdenin yüksek maliyeti, talaştan daha değerlidir.
1.5.1. Matkapla Derin Delik Delme Makinaları;
Derinliği, yaklaşık çapının beş katından küçük deliklerin işlenmesi için dikey
matkap tezgahları genellikle yeterlidir. Bununla beraber deliğin derinliğinin çapının beş
katını geçmesiyle, herhangi bir dikey ekipman sürekli kullanılamaz hale gelir. Buna ek
olarak, takımın döndürüldüğü ve işin sabit tutulduğu durumda, derinliğin çapa oranı
arttıkça ekipmanın sıhhati çok hızlı bir şekilde kaybolur. Bu sebepten derin deliklerin
işlenmesi için tornalar, revolver tornalar veya yatay matkap makineleri tercih edilirler. Bu
makinelerin hepsinde takım sabit kalırken iş parçası dönmektedir. Diğer koşullar sabit
olduğunda bu teknik daha iyi sıhhatle sonuçlanmaktadır.
Kullanılan makinenin tipi önemsenmeden makinenin rijit olması, sinter karbür
takımla işlemek için 600 ft/dk’ ya kadar hızlara yeterli güçte ve değişebilen ilerleme
kontrolüne sahip olması gerekir.
1.6. Derin Delik Delme İçin Takımlar;
Matkapla delik delme için kullanılan delme çubukları, oyuk tiplerdir. Bu şekilde
olmaları, iş parçası göbeğinin; kesme sıvısının kesiciye doğru akmasına yeterli açıklıkla,
çubuğun içine girmesine izin vermek veya sıvı ve talaşın kesiciden zorla uzaklaştırılmaları
içindir. Çubuk genelde 52100 malzemeden veya çelikten yapılır. Cidar kalınlıkları, yaklaşık
5/16 inçten; çubuğun uzunluğuna ve burulmaya ait kuvvetlere karşı gerekli olan dirence
göre, daha yüksek değerlere kadar sıralanır. Delme kafaları silindir şeklindedir ve genellikle bir tek katı karbür veya karbür uçlu kesici kullanılır. çok kesici kafalar, uygun talaş kaldırma etkilerine rağmen daha az bir
genişlikle kullanılırlar çünkü delik hassasiyeti feda edilmeden (delik hassasiyetine önem
verilerek) elde edilmiş dengeli kesme işinde poz (duruş) problemleri vardır. Derin delik delme nispeten uzun derinlikler ile delik çapının bir kombinasyonu
şeklinde de tanımlanabilir. Derin delik delme daha çok delik çapının 10 katı ile 150 katı
arasında olduğu zaman tercih edilir. Bu konuda Sandvik Coromant firması dünyanın önde gelen firmalarındandır. Aşağıda derin delme de kullanılan bazı sistemler ve bu sistemlerin özellikleri verilmiştir.
Küçülk toleranslarda çalışabilir ve yüksek yüzey kalitesi elde edilebilir.
Çok uzun delik delme işlemlerinde eksenden sapmadan delme işlemini yerin
getirebilir. Bir çok metali iyi bir şekilde işleme özelliğine sahiptir.
Standart olarak bulunabilir.
Standart olarak 65 ile 130 mm arasında sınıflandırılırlar.
Delik çapının 18,4-30 mm arasında veya çok dar toleransların gerektirdiği yerlerde
30-65 mm arsında kullanılabilirler.
Az sayıdaki üretim için düşük yatırım maliyetleri vardır.
Standart programlama.
Daha çok delik çapının 29,5-65 mm arasında olduğu durumlarda tercih edilirler.
Düşük maliyetlidirler.
Geniş çalışma alanlarında tutarlı bir şekilde kullanılırlar.
Standart programlama.
En son teknoloji tasarlanmış ve üretilmişlerdir.
Derin delik delme işleminde takım ve kesme verilerinin seçiminden önce bazı parametreler
tayin edilmelidir.İlk olarak belirlenmesi gereken husus delme işleminin niteliği yani deliğin
derin mi yoksa kısa olduğuna karar vermektir.Bundan sonra belirlenmesi gereken
hususlarşunlardır;
Deliğin çapı ve derinliği,
Gerekli toleranslar,
Uygun tezgah donanımı,
Üretim ekonomisi.
1.6.1. Tek kesici uçlu kafalar;
Kendinden kılavuzlu, desteklenmiş ve kesicinin arkasına yaklaşık 90 ve 180
olarak yerleştirilen aşınma tamponlarıyla (aşınma önleyici) yataklanmışlardır. Tek kesici
uçlu kafa, klavuz bir çap kullanılarak ve üç tespit mandalı kumandalı olarak, delme
çubuğunda denenebilir. Bu geçme dizaynıyla, kafa, çubuk vidalarına kilitlenir. Bazı
kafalar, kafanın iç daire çevresinde Acme vidası tarafından çubuğa tespit edilirler fakat
yüksek burulma kuvvetleri, diş tutukluğuna sebep olabilir. Kafanın dış çapında, kesme
kenarının önünde; kesme sıvısının içeri alınması veya kesme sıvısı ve talaşların atılması
için, bir kabartma vardır.
Kafalardan bir tipi genellikle çapı 4,5 inçe kadar ve derinliği çapının 12 katından
15 katına kadar olan delikler içindir, kesme sıvısı akışını çubuğun iç çapından alır ve sıvıyı
dış çaptan dışarı atar.
Çapı 4 9/16 inç ve daha büyük olan delikler için, maksimum derinlik sadece makina
dizaynıyla sınırlanır. Bu tip başlıklarla, talaşlar ve kesme sıvısı, başlığın dış çapında açılan uzunlamasına
kanallar boyunca dışarı atılır. İş parçasının göbeği ile başlığın iç duvarları arasındaki
açıklık kontrol edilmelidir böylece kesme sıvısının hacmi kısıtlanır. Sonuçta, orada;
talaşları, kesme kenarından uzaklaştıran kuvvetlerin oluşturduğu, bir yüksek hız santrifüj
işlemi vardır. Mamul delik delme işleminde, sıvı giriş alanının 1 inç2 olacak şekilde bir donanım
kurulur ve 7 inç çaplı başlıkta yaklaşık 50 psi basınç üretir. Bu şekildeki giriş bölgesi, başlık
boyunca tam pompa akışına izin verir ve talaşların boşaltılması için yeterli hızı sağlar.
Giriş alanı sabit kalırken delik ölçüsü azalırsa basınç artar. Artan basınç, delik çapı
azaldığı sürece veya derinlik arttığı sürece uygundur. Ne var ki, çapı 4 inçten daha az olan
delikler için 1 inç 2 lik giriş bölgesi mümkün değildir; bu deliklerde, giriş alanı, başlığı
zayıflatmaksızın elverişli hacmi sağlamak için mümkün olduğu kadar büyük yapılmalıdır.
Dış çaptan boşaltmalı başlığın dış çapı, talaşların başlıkla delik duvarları arasına
kaçmasını önlemek için açılan deliğin çapından sadece 0,020 ila 0,025 inç kadardır. Bu,
bitirme işleminin daha iyi olmasını sağlar ve kesme sıvısı ile talaşların çıkış yivi boyunca
birikmesine engel olur.
1.7. Derin delik delme işleminde oluşan kesme kuvvetleri ve güç;
Derin delik delme işlemi birçok faktörden etkilenen bir işlemdir. Dolayısıyla bu
işlemde oluşan tam olarak kuvvetlerin hesaplanması zordur.Bu nedenle elde edilen formüller yaklaşık sonuçlar vermektedir.
Derin delik delme işleminde verimli bir talaş kırmanın oluşabilmesi için nispeten
yüksek ilerleme hızları kullanılır.Bu da tezgahın kullanılabilir gücünün yüksek olması
anlamına gelir.
Derin delik delmede destek elemanlarının kullanımından kaynaklanan bir M torku
meydana gelir.Bunun dışında diğer hesapları delik delme işlemininki ile aynıdır.
1.8.BTA derin delik delme;
Derin delik delme daha önceden de tanımı yapıldığı gibi 100 e kadar olan
çap oranları uzunluğunda delikleri üretmede kullanılan bir metoddur.Bazı özel
durumlarda daha yüksek oranlar bile elde edilebilir.BTA derin delik delme
metodu 20 mm ve üzeri çaplı deliklerin üretimi için genellikle uygulanan tipik
derin delik delme metotlarından biridir.Şekildeki resimde de iki asimetrik
şekilde saptanmış düzenlenebilir uçlarla teşhiz edilen tipik bir BTA takımı
gösterilmektedir.
BTA derin delik delme takımı
Takım silindirik delme kalıbından geçerek çalıştırılır.Delme kalıbının dışında bulunan
yağ soğutanın yanı sıra delme kalıbının içinde kalan kırıntıları da kaldırmaya yardım eder.Bu
yağ sisteme yağ sağlama aygıtı yoluyla sağlanır.BTA derin delik delme tekniği çap deliği duvarlarının yüksek yüzey kalitesiyle üstün bir tekniktir.
BTA derin delik delme makinesi
1.9.Bazı derin delik delme takımları;
RDS - RETRAC - 38 - 59.99 mm arası
RDZ - RETRAC - 60 - 204.99 mm arası
Uzun Boruların İşleminde, Tek İş Sahası İçerisinde Aynı Anda Kesme ve Ezme Operasyonu Yapabilme
Bu takımlar BTA bağlantı sistemli derin delik delme tezgahlarında rahatlıkla
kullanılabilir. Kendinden itmesiz (makine beslemeli) olarak çalışır. Gereken soğutma ve
yağlama sıvısı, delme borusu ile işlenen parçanın arasındaki boşluk sayesinde, soğutma
maddesi püskürtme tertibatı aracılığı ile sağlanmaktadır. Bu arada soğutma sıvısı
40 mikronmetre' den küçük bir filtre ile temizlenmektedir. Eğer RETRAC sistemi kullanılacaksa,
makinenin, bıçakların otomatik olarak geri çekilmesini sağlayan hidrolik kumandalı
işletme sistemi ile donatılması gerekmektedir.
Avantajları :
En kaliteli boruyu imal eder ve bu boruları dünya pazarına sokulabilir.
Müthiş kısa işlem süresi ve kombine sistemli işleme sayesinde çok
ekonomiktir.
Ezme başlığı ve bıçaklar hidrolik kumanda ile otomatik olarak geri çekilir, bu sayede yüzeye zarar vermez.
Takım, işlemi bitirdikten sonra çok hızlı bir şekilde geri çıkar.
1.10. Derin delik delme işleminde bazı tezgah .zellikleri;
Derin delik delme işleminde talaş kırmanın iyi sağlanabilmesi için yüksek ilerleme
hızlara tercih edilir.Bu da tezgah gücünün yüksek olmasını gerektirir.Düzenli bir talaş kırma işlemi yüksek ilerleme hızı gerektirdiği gibi ilerleme hızının da sabit olmasını gerektirir. Derin delik delme işleminde elde edilmek istenen hassasiyet tezgahın rijid mil yataklarının da boşluksuz olmasıyla sağlanır. Hassasiyetin sağlanması için gerekli bir şart da uygun filtre seçimidir.Filtre seçiminde dikkat edilmesi gereken hususlar istenen yüzey kalitesi ve pompa imalatçısının tavsiyeleridir. Tezgahta bulundurulması gereken bir önemli husus da emniyet tertibatlarıdır.İş parçası,takım ve delme burcu işlemeyi etkileyen radyal kuvveleri dengeleyecek şekilde düzenlenmelidir.İş parçalarının tespitinde hidrolik kilitleme sistemi tercih edilmelidir.Uzun parçaların işlenmesinde hem iş parçası hem de matkap mili için destek elemanları kullanılmalıdır.İnce cidarlı iş parçasının içersindeki deliğin deforme olmaması için özel dikkat gösterilmeli ve pens ile tespit tercih edilmelidir. Delme işleminde deliğin doğrusallığının saptanmasının sorun olduğu durumlarda hem matkabın hem de iş parçasının döndüğü delik delme işlemi tercih edilmelidir. Optimum şekilde talaş kırmanın sağlanabilmesi için kesme sıvısı basıncı ve debisi için verilen tavsiyelere uyulmalıdır. |
|
 |
|
|
|
|